-
实
验
报
告
课程名称：
地理信息系统原理
专业班级
地理信息系统
学生姓名：
学
号：
教师姓名：
资
源
与
环
境
工
程
学
院
2013
年
12
月
实验六
空间分析二（道路网络分析）
一、实验目的
通过本实验的学习，加
深对网络分析基本原理、方法的认识；熟练掌握
ArcGIS
进
行道路网络分析的技术方法，培养结合实际，利用网络分析方法解决
地学空间分析问题的
能力。
二、实验准备
1
、实验背景
网络分析是
GIS
空间分析的重要功能。
有两类网络，
一为道路
（交通）
网
络，
一为实体网络（比如，河流、排水管道、电力网络）。此实验主要涉及道路网络
分析，主要内容包括：
最佳路径分析，如：找出两地通达的最佳路径。
最近服务设施分析，如：引导最近的救护车到事故地点。
服务区域分析，如：确定公共设施（医院）的服务区域。
2
、实验材料
软件：
ArcGIS Desktop10.x
数据：
ex6
文件夹中，一个
shp
文件的创建网络数据集（高速公路
，
主
要街道
，公园
，湖泊
，街道
）；一个
< br>Geodatabase
的网络数据集
< br>，包含街道图层
Streets
，仓库图层
Warehouses
，商店图层
Stores
三、实验内容及步骤
A
．最佳路径分析
（根据给定的停靠点，查找最佳路径
——
最省时的线路）
1
打开数据，加载网络分析工具
?
启动
Ar
cMap
，从
ArcMap
中打开工程
EX6_
?
执
行
菜
单
命
令
[Customize]>>[Extensions]
，
在
[Extensions]
对
话
框
中
点
击
[Network Analyst]
启用网络分析模块
?
在
工
具
栏
显
示
区
点
右
键
打
开
快
捷
< br>菜
单
或
执
行
菜
单
命
令
[Customize]>>[Toolbars]
，点击［<
/p>
Network
Analyst
］以加载网络分析工具栏
?
在网络分析工具栏中点击
“
网络分析窗口
”
按钮
，以打开网络分析窗口。
图一
2
创建路径分析图层
网络分析窗口
在网络分析工具栏上点击
[Network Analyst]
下拉菜单，
然后点击
［
New Route
］
菜单项，此时在网络分析窗口中
包含一个空的列表，显示停靠点
(Stops)
，路径
（
Routes
），路障（
Barriers
）的相关信息。同时，在
TOC(
图层列表
)
面板上添加
了新建的一个路径分析图层［
Route
］组合。
图二
3
添加停靠点
?
在网络分析窗口中点选
Stops(0)
路径分析图层创建
?
在网络分析工具栏上点击
“
新建网络位置
”[Create
Network
Location]
工具
，在地图的街道网络图层的任意位置上点击，以定义一个新的停靠点。
程序将在街道网络上自动的计算并得到一个距离给定位置最近的停靠点，
已<
/p>
定义的停靠点，以特别的符号进行显示。停靠点会保持被选中的状态，除非
它被明确地反选（
Unselected
）或者又新增
了一个另外的停靠点。停靠点所
在的位置会同时显示一个数字
“
1”
，表示经停的顺序。
?
再添加
4
个停靠点。新增加的停靠点的编号为
2
，
3
，
4
，<
/p>
5
。经停的顺序可以
在网络分析窗口中更
改。
第一个停靠点被认定为出发点，
最后一个停靠点被
认定为是目的地。
如果一个停靠点无法定位于道路网络上，
则会显示一个
“
未
定位
”
的符号。
“
未定
位
”
的停靠点可以通过在网络分析工具栏上点选
[Select/Move Network Location]
按钮
放到附近的道路网络上。
，使用此工具将<
/p>
“
未定位
”
的停
靠点拖
图三
4
设置分析选项
停靠点
以
下操作基于规则
（单向行驶规划必须遵守，
任意路口可以调头）
计算最省
时间的线路
?
在网络分析窗口中点击
“
分析图层属性
”
[Analysis
Layer
P
roperties]
按钮打开
图层
R
oute
的属性设置对话框，点击分析设置
[Analysis
Settings]
选项页，进行
如下设置，点击［确定］按钮退出
“
图层属性
”
对话框。
?
确认－阻抗
[impedance]
设置为分钟
Minutes(Minutes)
?
不使用时间限制
(
保持
Use Time
Windows
前的检查框为非选中状态
)
< br>。当必
须在规定时间在某个停靠点停留时才使用这个选项，
选择这个选项后可以通
过设置停靠点属性来设置某个停靠点到达的时间，离开的时间<
/p>
?
不使用<
/p>
“
经停点重排序功能
”
< br>（保持
[Reorder stops to Find Optimal Ro
ute]
检查
框为未选中状态）。这保证了经停顺序为你事先指
定的顺序。
?
在
“
路口调头
”
< br>［
U-turns at
Junction
］下拉列表中选择允许
[Allowed]
?
在
“
输出图形类型
”[Output Shape
Type]
下拉列表中选择实际形状
[True Shape]
?
选中
“<
/p>
忽略无效位置
”
［
Ignore Invalid Locations
］检查框，这样分析时将会忽<
/p>
略那些不在道路网络上的停靠点
?
在
“
约束规划
”[Restrictions]
列表框中选择单行线
[Oneway]
?
确定距离单位
[Distance Units]
设置为米
[Meters]
，
?
选中显示时间
[Display
Ti
me]
检查框，时间属性
[Time
Attribute]
设置为分钟
[Minutes]
图四
分析图层属性设置
5
运行最佳路径分析得到分析结果
在网
络分析工具栏上点击
“
求解
”[Sol
ve]
按钮
。分析结果－最佳路径
线状要素图层将在地图中显示，
在网
络分析窗口中
“
路径
” [Route
]
目录下也会
同时显示。在网络分析窗口中点击
Route
树状结点左边的加号
(+)
显示最佳路
径，右键点击最佳路径
“Graphic
Pick…”
或在网络分析工具栏中点击方向
< br>[Direction]
按钮打开
“
行驶方向
”
窗口，在行驶方向
[D
irections]
窗口中点击
“
超
链接
”[Map]
可以显示转向提示地
图
图五
最佳路径分析结果
图六
6
设置路障
(barrier)
方向路径提示地图
通过在行驶路径增
加障碍，
表示真实情况下，
道路上无法通行的路障。
在进
行最佳路径分析将会绕开这些路径查找替代路线。
?
在
ArcMap
的
中
执
< br>行
菜
单
命
令
[Window]>>[Magnifier]
显
示
放
大
镜
窗
口
[Magnifier]
，
通过按住放大镜窗口
[Magnifier]
的标题栏在地图上移动，
在地图
中找到已经计算得到
的最佳路径，松开鼠标。这时最佳路径的一部分应该显
示在放大镜窗口
< br>[Magnifier]
的中心位置，现在这个区域的某个路段上放置一
个路障
?
在网络分析窗口中单击
“
路障
< br>”[Barrier (0)]
，
在网络分析工具栏上点
击
“
新建网
络位置
”[Create Network
Location]
工具按钮
最佳路径上的某个位置放置一个路障。
?
在网络分析工具栏上点击
“
求解
”[Solve]
避开路障
?
关闭
“
放大镜
”[Magni
fier]
窗口
，在放大镜窗口
[Magnifier]
中
< br>按钮，得到新的最佳路径，从而
图七
放大镜
图八
7
保
存分析结果
――
最佳路径
在网络分析窗口中右键点击
“
路径
”[Routes(1)]
，
在出现的右键菜单中点击
“
导
出数据
”
菜单命令，在
“
导出数据
”[Export
Data]
对话框中指定导出的文件名。
有路障的最佳路径
图九
最佳路径数据保存
B
．
最近服务设施分析（查找最近的消防队）
当某个位置发生火灾时找到距事故最近的四个消防队，
并且可以进一步找到
能够最快到达事故地点的路线。
1
从
ArcMap
中打开工程
EX6_
2
创建
“
最近服务设施分析图层
”
在网络分析工具栏上点击
[Network Analyst]
下拉菜单，然后点击<
/p>
“
新建最近
服务设施
”[New Closest Facility]
菜单命令，此时在网络分析窗口
中包含一个空的
列表，显示设施
[F
acilities]
，事故
[Incidents]
，路径
[Routes]
，路障
[Barriers]
树状
目录。
同
时，
在
TOC
面板上添加了新建的一个
“
最近服务设施图层
［
Route
］
组合
”
图十
最近分析图层创建
3
添加
“
服
务设施
”
图层
通过添加已存在的一个点状图层作为服务设施图层，以定义服务设施的位
置。在网络分
析窗口中右键点击树状结点：
Facilities (0)
，在出现的右键菜单中
点击命令
“
加载
位置
”[Load Locations]
，在
“
加载位置
”[Load Locations]
对话框中从
“
由图层加载
< br>”[Load From]
下拉列表中选择［
Fire_
Station
］，点击确定。在网络分
析窗口中显示有
40
个消防队。
加载的服务设施
――
消防队在地图上显示为服务设
施符号。
图十一
加载位置设置
图十二
4
设定火灾事故发生地点
服务设施符号
在网络分析窗口中点选树状结点
[Incidents(0)]
，将在此图层上添加一个网络
位置（事故地点），将地图适当放大并平移，添加一个
火灾事故点。
第
5
步
设置分析选项
在网络分析窗口中点击［
Closest
Facility
］下拉列表右边的
“
分析图层属性
”
[Analysis Layer
Properties]
按钮打开图层［
Closest F
acility
］的属性设置对话框，
在图层属性对话框中点击
“
分析设置
”[Analysis
Settings]
选项页，进行如下设置：
?
在
“
阻抗
”
［
Impe
dance
］下拉列表中选择
“
分钟<
/p>
”
［
Minutes
(Minutes)
］
?
将
“
默认响应条件
”[Def
ault
Cutoff
value]
设置为<
/p>
3
（单位：分钟）。
ArcGIS
将
查找能够在
3
分钟到达火灾事故地点的最近的消防队。
?
将
“
查找服务设施数目
”
设置为
5
。
ArcGIS
将试图查找
5
个能够在
3
分钟到达火
灾事故地点的消防队，如果不能够在规定时间内到达的设施将被忽略。
?
将
“
救援方向
”[Travel From]
设定为
“
从服务设施到事故点
”[Facility to Incident]
?
在
“
路口调头
”[U
-turns at
Junctions
］下拉列表中选择允许
[Allowed]
?
在
“
输出图形类型
”[Output
Shape Type]
下拉列表中选择实际形状
[True
Shape]
?
选中
“
忽略无效位置
”[Ignore Invalid
Locations
］检查框。这样分析时将会忽略
那些不在道
路网络上的停靠点
(
事故点
)
。
?
在
“
约束规则
”[Rest
rictions]
列表框中选择单行线
[Oneway]
。
?
确定距离单位
[Distance Units]
设置为米
[Meters]
，
?
显示时间
[Display
Time]
检查框被选中，时间属性
[Time
Attribute]
设置为分钟
?
点击［确定］按钮退出
“
图层属性
”
对话框。<
/p>
图十三
分析图层属性设置
6
运行分析过程查找最近的服务设施
?
在网络分析工具栏上点击
“
求解
”[Solve]
按钮。分析结果－救援路径线状要素
图层将在地图中显示，在网络分析窗口中
“
路径
”
目录下也会同
时显示。
图十三
分析图层属性设置
?
在网络分析工具栏上点击
“
行驶方向
”
［
Directions
］工具按钮可以显示每条救
援线路的导航信息。
图十四
C
、
服务区分析
导航路线
基于
6
个仓库创建其
3
分钟、
5
分钟、
10
分钟服务区
。同时也可以发现某个服
务区中有多少个商店，
然后确定应该
如何重新布局一个仓库，
以更好地为商店提
供服务。
1
从
ArcMap<
/p>
中打开工程
EX6_.
2
创建
“
服务区分析图层
”
在网络分析工具栏上点击下拉菜单，然后点击
“
新建服务区
”[New
Sercice
Area]
菜单命令
。
网络分析窗口包含一个空列表，
其中有四个类别：
设施
[Facilities]
，
多边形
[Polygons]
，线
[Lines]
，路障
[Barriers]
。此外，在图层列表
[TOC]
面板中新
建了一个新的服务区分析图层组。
图十五
3
加载服务设施图层
服务区分析图层创建
将图层
“
仓库
”[warehouses]
设置为服务设施，用于分析它们的服务区。
在网络分析窗口中右键点选
Facilities(0)
树状结点，然后在右键菜单中点击
“
加载位
置
”[Load
Locations]
命令。在出现的
Load
Location
对话框中，
.
将下
拉菜
单
“LoadFrom”
设置为<
/p>
“Warehouse”
，然后点击确定
[OK]
。在网络分析窗口中点击
树状结点
Facilities(6)
左边的加号
(+)
，
可以显示设施列表，
这些服务设施同时在地
图上显示。
图十六
4
设置分析选项
服务区设施显示
通过以下操作指定基
于驾车时间进行服务区分析的选项。
计算每个服务设施
的
3
个服务区多边形（
3
、
5
、
10
分钟服务区）。
?
在网络分析窗口中点击分析图层
(Service Area)
属性按钮打开分析图层属性对
话框，点击分析设置选项页［
Analysis
Settings
］，进行如下设置：
?
点击阻抗
[Impedance]
下拉列表，并选择
“
< br>驾车需时
”[Drivetime
(Minutes)]
?
在
“
默认分隔
”[De
fault breaks]
输入框中输入
“3 5
10”(
输入
3 5 10
，三个数字
以
空格分隔，引号不需要输入
)
?
在
“
方向
”
选项中选择
“
从设施出发
”
［
Away from facility
］
?
在
“
路口调头
”[U
-turns at Ju
nctions]
下拉列表中选择
“
不
允许
”[Not Allowed]
?
在
“
约束规则
”[Restrictions]
列表框中选择单行线
[Oneway]
?
选中
“<
/p>
忽略无效位置
”
［
Ignore Invalid
Locations
］检查框
?
点击
“<
/p>
多边形生成
”[Polygon
Gen
eration]
选项页，确认
“
生成
多边形
”[Generate
Polygons]
选
项
被
选
中
，
多
边
形
类
型
[Polygon
Type]
选
择
为<
/p>
“
普
通
的
”[Generaliz
ed]
（
“
普通
”
多边形生成的比
较快，
“
详细的
”
多边形
[Detailed]
更
精
确但需要多一些时间）
?
将
“
服
务
区
冲
突
选
< br>项
”[Multiple
Facilities
Options]
单
选
项
设
置
为
“
叠
置
”
［<
/p>
Overlapping
］，这个选项生成的服务区可能会有相互
重叠的部分
?
将
“
叠置类型
”[Overlap
Type]
单选项设置为
“
环
”[Rings]
，这样
5
分钟服务区中
将会去除
3
分钟服务区的部分，
10
分钟服务区将只表示
5-10
分钟的服务区
?
点击
“<
/p>
线生成
”[Line
Generati
on]
选项页，确定检查框
“
生成线段
”[Generate
Lines]
为未选中状态
?
点击确定
[OK]
按钮，保存所做设置
图十七
5
运行分析过程创建服务区
分析图层属性设置
在网络分析工具栏中点击
“
求解
”[Solve]
工具按钮生成服务区多边形。
在地图
及网络分析窗口中同时显示，
结果是几个透明多边形图层，
可以同时显示其下的
道路网络，
很明显地显示了每
个服务设施基于现有道路网络状况的
3
分钟、
< br>5
分钟、
10
分钟服务区。
图十八
6
确定没有处在服务区内的商店
仓库服务区显示
?
在
TOC
图层列表面板中将图层
“Stores”
移到最前面，以更好地显示此图层。
?
执行菜单命令：选择
[Selection]>>
根据位置选择
[Sel
ect by Location]
?
在
“
根据位置选择
”
对话框中，
生成一个表达式
“Select
Features from
Stores
that
are completely within
the
Polygon s
source layer features:”
，点击
“
应用
”[Apply]
< br>按钮，选择所有位于服务区内的商店。
图十九
位置选择
图二十
位于服务区商店
?
在
TOC
图层列表面板中右键点击
图层
“Sto
res”>>
选择
[Selection]
>>
反选
[Switch selec
tion]
，
显示没有被任何服务区包含的所有商店的分布情况
，
可以
基于此选择集重新布局现有仓库。
?
在
T
OC
图层列表面板中右键点击图层
“Stores”
，在右键菜单中执行命令：选
择
[Selctio
ns]>>
清除已选择的要素
[Clear Selected
Features]